FX710-GT 水力旋流器在一段磨礦分級(jí)中的應(yīng)用

楊 耿，杜鳳梅

（金鉬股份百花嶺選礦廠，陜西 渭南 714102）

磨礦的目的是使礦石中有用的成分全部或大部分達(dá)到單體分離，同時(shí)又要盡量避免過磨現(xiàn)象，同時(shí)與分級(jí)作業(yè)配合，對磨礦產(chǎn)品進(jìn)行分級(jí)，達(dá)到選別作業(yè)要求的粒度和濃度，以便為選別作業(yè)有效的回收礦石中的用用成分創(chuàng)造條件。因此磨礦和分級(jí)作業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量直接影響到選礦廠的精礦質(zhì)量和回收率。

鉬選礦的一段磨礦常采用閉路磨礦分級(jí)流程，在分級(jí)設(shè)備中，水力旋流器以其占地面積小、分級(jí)效率高、處理能力大、易于實(shí)現(xiàn)過程自動(dòng)控制等特點(diǎn)，在選礦廠得到廣泛應(yīng)用。

1 一段磨礦分級(jí)工藝

1.1 工藝流程

我廠一段磨礦采用的是閉路磨礦流程，其工藝流程如圖1。

圖1 一段磨礦工藝流程圖

1.2 磨礦分級(jí)設(shè)備

選礦設(shè)備大型化、自動(dòng)化，是目前選礦廠的主流發(fā)展方向，該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)規(guī)模為10000 t/d，一段球磨機(jī)僅一臺(tái)，配合的分級(jí)設(shè)備采用旋流器組，主要設(shè)備見表1。

表1 一段磨礦主要設(shè)備表

1.3 分級(jí)作業(yè)要求

分級(jí)作業(yè)采用FX710-GT 水力旋流器組，盡可能實(shí)現(xiàn)合格粒級(jí)進(jìn)入溢流中，最大限度滿足浮選工藝要求，為浮選作業(yè)提供良好的工藝條件，主要工藝參數(shù)見表2。

表2 分級(jí)作業(yè)工藝參數(shù)表

1.4 水力旋流器工作原理

水力旋流器是利用離心力場，加速礦漿中固體顆粒沉降和強(qiáng)化分離過程的有效分離設(shè)備，它由上部筒體和下部錐體兩大部分組成。當(dāng)?shù)V漿以切線方式由給礦管給入旋流器后，礦漿液體遇到器壁后被迫作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而固體顆粒則依原有的直線運(yùn)動(dòng)的慣性繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。粗顆粒慣性力大，能夠克服水力阻力靠近器壁，而細(xì)小顆粒慣性力較小，未及靠近器壁即隨礦漿作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在后續(xù)給礦的推動(dòng)下，礦漿繼續(xù)向下和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，固體顆粒相應(yīng)產(chǎn)生慣性離心力。于是粗顆粒繼續(xù)向周邊濃集，而細(xì)小顆粒則停留在中心區(qū)域。這樣就發(fā)生了粗細(xì)顆粒由器壁向中心的分層排列。不僅固體顆粒存在慣性離心力，礦漿液體也同樣存在，并且由內(nèi)向外逐層傳遞，到器壁處達(dá)到最大。該處的液體壓強(qiáng)與給礦壓力構(gòu)成平衡。這就是旋流器必須有一定的給礦壓力的原因。礦漿的這種離心運(yùn)動(dòng)傾向也使它在進(jìn)入旋流器后不能直接從溢流管排出，而只能向下作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，但是如果給礦壓力很小，礦漿不能形成足夠的回轉(zhuǎn)速度，便有可能從溢流管直接排出，造成“跑粗”現(xiàn)象，粗細(xì)顆粒也就談不上按粒度分級(jí)。

2 影響分級(jí)效果的工作參數(shù)

生產(chǎn)實(shí)踐表明，影響水力旋流器分級(jí)效果的主要影響因素為給礦濃度和給礦壓力。

2.1 給礦濃度的影響

給礦濃度對旋流器的分級(jí)效果影響較大。降低給礦濃度可以提高分級(jí)效率并降低分離粒度。這是由于在稀薄礦漿中顆粒的離心沉降速度增大且減少了顆粒間的干擾所致。高濃度給礦常導(dǎo)致分級(jí)效率降低，溢流粒度變粗。在生產(chǎn)中，一般分級(jí)粒度越細(xì)，給礦濃度越低。

2.2 給礦壓力的影響

給礦壓力主要影響處理量和分離粒度。增大給礦壓力，礦漿流速增大，處理量增大，分離粒度降低。為了實(shí)現(xiàn)比較細(xì)的分離粒度，常采用較高的給礦壓力，因此，旋流器的給礦壓力視分離粒度而定。

對于一段磨礦分級(jí)來說，分離粒度較粗，約為0.074mm（200目）左右，旋流器可在較高的給礦濃度和較低的給礦壓力下工作。其給礦濃度一般為65%～70%，沉砂濃度控制在75%～80%，給礦壓力為0.05Mpa～0.08Mpa。

3 水力旋流器的自動(dòng)控制

液位控制和壓力控制是旋流器穩(wěn)定工作的常用方法，可以通過液位一變頻器一給礦泵構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制，穩(wěn)定旋流器的給礦壓力。液位可用超聲波、原子吸收、壓差及浸入料漿的吹泡管的壓力等方法測出。

3.1 以水力旋流器進(jìn)礦壓力為控制因素

此控制因素是預(yù)先設(shè)定好的旋流器進(jìn)礦壓力值與礦漿壓力計(jì)測定的壓力值進(jìn)行對比運(yùn)算，從而自動(dòng)調(diào)整水力旋流器給礦泵的頻率，使實(shí)際給礦壓力符合設(shè)定的給礦壓力。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是以水力旋流器的給礦壓力為控制參數(shù)，有利于準(zhǔn)確控制給礦壓力，缺點(diǎn)是泵池液位沒有參與控制，容易出現(xiàn)泵池液位過低造成渣漿泵空轉(zhuǎn)或者管道進(jìn)空氣對流量和壓力的影響，也容易損壞渣漿泵和管道；泵池液位過高也會(huì)出現(xiàn)礦漿外溢，造成資源浪費(fèi)和環(huán)保污染事件，所以一般采用的較少。

3.2 以泵池液位為控制因素

預(yù)先設(shè)定好的渣漿泵池的工作液位，同時(shí)設(shè)定允許的液位范圍，一般設(shè)定為40%～80%之間，根據(jù)液位計(jì)測定的壓力值進(jìn)行對比運(yùn)算，從而自動(dòng)調(diào)整水力旋流器給礦泵的頻率，使泵是液位在設(shè)定的范圍內(nèi)。這種控制方式的優(yōu)點(diǎn)是以泵池液位為控制參數(shù)，有利于避免液位過高或者過低造成的管道損壞和礦漿外溢現(xiàn)象，缺點(diǎn)是不控制水力旋流器的工作壓力，實(shí)際操作中以控制水力旋流器的工作臺(tái)數(shù)調(diào)節(jié)其工作壓力，這種方式采用較為普遍。

4 水力旋流器的操作要點(diǎn)

閉路磨礦中的旋流器達(dá)到最佳操作的原則是，在最小的給礦濃度和盡可能高的沉砂濃度下進(jìn)行工作。因?yàn)榈蜐舛冉o礦可以提高分級(jí)效率和分級(jí)細(xì)度，高沉砂濃度可以提高磨礦效果。如果沉砂濃度降低，則磨礦粒度變粗，砂泵的功率和磨損增大，在極端情況下甚至?xí)档托髌魈幚砹俊Ｒ虼?，旋流器操作的第一個(gè)關(guān)鍵是得到并維持高的沉砂濃度，實(shí)踐中可以通過用高效耐磨材料制造的沉砂口和下錐體來實(shí)現(xiàn)。

4.1 保持恒定的循環(huán)負(fù)荷量

旋流器操作的第二個(gè)關(guān)鍵是保持恒定的循環(huán)負(fù)荷量。實(shí)踐證明，一段磨礦回路中的循環(huán)負(fù)荷應(yīng)為250—400%,在操作中可以通過調(diào)整磨機(jī)給礦補(bǔ)加水和臺(tái)時(shí)效率來穩(wěn)定循環(huán)負(fù)荷。如果循環(huán)負(fù)荷在這一范圍的較低值時(shí)，可以適當(dāng)增加磨機(jī)給礦補(bǔ)加水和臺(tái)時(shí)效率來增大循環(huán)負(fù)荷，在磨硬礦石（如安山玢巖）時(shí)，通常只增大磨機(jī)給礦補(bǔ)加水來增大循環(huán)負(fù)荷，可在臺(tái)時(shí)效率不變的情況下，使磨礦細(xì)度變得更細(xì)。相反，如果循環(huán)負(fù)荷值在這一范圍的較高值時(shí)，則需減少磨機(jī)給礦補(bǔ)加水和臺(tái)時(shí)效率來降低循環(huán)負(fù)荷。這樣操作可以提高磨礦效果，降低砂泵運(yùn)轉(zhuǎn)成本，減少砂泵和旋流器的磨損。

4.2 保持恒定的給礦量

旋流器操作的另一關(guān)鍵是保持恒定的給礦量。當(dāng)給礦量出現(xiàn)大的波動(dòng)時(shí)，旋流器的效率很低。為了保持給礦量穩(wěn)定，必須保持給礦濃度和給礦壓力穩(wěn)定?？梢酝ㄟ^調(diào)整給礦泵頻率和調(diào)整旋流器的工作臺(tái)數(shù)，另外，還可在旋流器的上方1m～2m 處架設(shè)穩(wěn)壓箱。

4.3 保持自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)定

磨礦分級(jí)自動(dòng)系統(tǒng)基于現(xiàn)場數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確采集，然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置的工藝參數(shù)要求，通過運(yùn)算之后發(fā)出自動(dòng)控制指令，控制現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，所以在系統(tǒng)中對各數(shù)據(jù)采集點(diǎn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作可靠性依賴性很高。現(xiàn)場應(yīng)用中應(yīng)該及時(shí)觀察數(shù)據(jù)變化，合理分析工藝條件，并判斷系統(tǒng)工作是否正常，合理調(diào)整系統(tǒng)工作參數(shù)的設(shè)定值。

5 水力旋流器的日常檢查維護(hù)

5.1 襯里保持良好狀態(tài)

要使旋流器獲得好的操作特性，其襯里必須保持良好狀態(tài)。引起旋流器襯里出現(xiàn)破損的主要原因是，旋流器給礦中粗顆粒和碎鋼球的存在。因此，對于一段磨礦分級(jí)的旋流器操作而言，磨機(jī)排礦筒篩良好的維護(hù)是十分重要的。降低旋流器運(yùn)轉(zhuǎn)成本的關(guān)鍵是確保粗粒級(jí)和碎鋼球不進(jìn)入旋流器給礦中。

5.2 不同部件使用不同的耐磨材料

旋流器沉砂口的磨損最快，其次為下錐體，然后是中間錐體。另一磨損最快的部位是給礦口內(nèi)襯。因此，為了使所有部件具有相同的磨損周期，就必須使用優(yōu)質(zhì)耐磨材料（如陶瓷）制造沉砂口和下錐體，以便延長這些部件的使用壽命，使其與給礦口內(nèi)襯的使用壽命相近。理想的情形是讓所有襯里同一時(shí)間磨損完。在材質(zhì)選擇上，要做到優(yōu)化組合，提高旋流器的使用壽命，如旋流器中間錐體可采用橡膠襯里，下錐體采用低級(jí)碳化硅襯里，而沉砂口采用高級(jí)碳化硅襯里也是比較經(jīng)濟(jì)的一種選擇。

6 結(jié)論

（1）水力旋流器具有結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，處理能力大、分級(jí)效率高，占地面積小和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)。

（2）對于格子型球磨機(jī)，采用水力旋流器作為分級(jí)設(shè)備的關(guān)鍵是設(shè)法避免球磨機(jī)排出的大塊礦石及碎鋼球進(jìn)入泵和旋流器內(nèi)，從而避免砂泵和旋流器磨損。

（3）水力旋流器的溢流細(xì)度和溢流濃度均高于螺旋分級(jí)機(jī)，水力旋流器的分級(jí)效率與螺旋分級(jí)機(jī)持平。

（4）從設(shè)備易磨件磨損和動(dòng)力消耗情況看，水力旋流器的生產(chǎn)成本高于螺旋分級(jí)機(jī)。

（5）磨礦分級(jí)工藝采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以更高效的實(shí)現(xiàn)分級(jí)產(chǎn)品的穩(wěn)定性。